「技術成果」崑山國力-無極性高壓直流接觸器在系統中的應用

「技術成果」崑山國力-無極性高壓直流接觸器在系統中的應用

一、成果名稱

為順應新能源汽車用高壓直流接觸器的發展,最大程度滿足客戶需求,國力研發了無極性直流接觸器系列產品。無極性高壓直流接觸器是一類具有雙向分斷能力的產品,適合用於電流方向不固定的場合,具有較高的反向切斷能力,彌補了普通有極性直流接觸器的缺陷。客戶在安裝時無需考慮電流方向,避免了因偶發安裝方向錯誤而造成的故障,可快速安裝使用,具有廣闊的發展前景.

二、成果簡介

一種可實現正反向帶載分斷的高壓直流接觸器,主要應用於新能源汽車電池包中BDU單元中,作為主正和主負開關使用。

其中的關鍵技術就是通過改進高壓直流接觸器滅弧室,進而實現高壓直流接觸器的雙向分斷能力。

專利情況:已申請與該產品相關的專利4項,具體情況如下:

「技術成果」崑山國力-無極性高壓直流接觸器在系統中的應用

三、成果的創新點以及解決的難點問題

成果的創新點:通過上述專利技術的使用,實現了高壓直流接觸器雙向負載通斷的功能,滿足了客戶對直流接觸器雙向通斷的使用需求。

解決的難點問題:

高壓直流接觸器作為目前新能源車輛上使用的關鍵安全器件,一直受到整機廠的高度關注,重點表現在接觸器在緊急狀態下需要直接進行帶載分斷,以保證整車的安全。傳統的高壓直流接觸器一般為有極性結構,其反向帶載切斷能力遠遠低於正向帶載切斷能力,不能完全滿足用戶實際的使用需求,具有安全隱患。

下圖是一個典型電池包配電單元,包括總正、總負、快充正、快充負、加熱、預充總計六個高壓直流接觸器。

「技術成果」崑山國力-無極性高壓直流接觸器在系統中的應用

在上圖所示的典型應用中,電池包有充電和放電兩個過程。

一般情況下,當使用有極性的高壓直流接觸器作為安全開關時,通常按照放電時電流方向來接入接觸器,以滿足電池包在放電過程中的安全保護需求。

在電池包的應用中,有兩種情況會對電池包進行充電過程:第一、通過外部電路(如快充)對電池包進行充電;第二、在行駛過程中車輛制動時的能量反饋充電,該情況下,傳統直流接觸器不能滿足安全保護需要。

如上圖所示,快充時借用總負接觸器作為二級保護開關,實際上,由於在電池包充電時電流是反向流過接觸器的,如需要緊急斷開,接觸器不能完全起到保護作用。

第二種車輛制動時的能量反饋充電,該充電過程是通過電機作為發電機來對電池進行充電,此時總正和總負接觸器的電流流向都與接觸器的電流方向相反,正常工況下是可以工作的。但是在異常情況下,如緊急剎車時,發生碰撞導致低壓控制部分斷電,接觸器將會緊急斷開,此時普通有極性接觸器有相當的幾率開斷失敗,嚴重時接觸器會燒燬。

目前崑山國力開發設計的無電流極性的接觸器使用在主正和主負的迴路上就可以有效避免上述的系統問題,提高系統的安全等級。

四、國際水平對比分析

目前國際上主要以松下的高壓直流接觸器為代表,通過崑山國力的技術攻關,開發的以GLFW150、GLFW250、GLFW300、GLFW400為代表的雙向通斷高壓直流接觸器系列,完全可以替代松下的高壓直流接觸器,滿足國內新能源市場作為主接觸器的應用,並且滿足更高的安全性要求。

以GLFW150為例做出詳細說明:

對比GL品牌和松下、LS額定150A接觸器的技術情況如下表:

松下以及LS的技術指標,摘錄為松下和LS官方發佈的技術規格書。

「技術成果」崑山國力-無極性高壓直流接觸器在系統中的應用

從指標對比上可以看出,國力的上述產品具有雙向無極性的優點,同時正向電壽命和極限電壽命超過了同等級國外產品。

五、成果應用情況

2017年部分無極性直流接觸器已實現小批生產,廣泛應用於商用車,乘用車,物流車和重型卡車、移動補電車等特種車輛的電池電控系統中;還應用於工業直流電源,儲能,充電設施等領域。

崑山國力客戶群體龐大,在業界具有良好的口碑和信譽,主要的客戶有北汽、上汽大通、江鈴、華泰新能源、東南汽車、蔚來汽車、東風商用車、宇通客車、中通客車、南京金龍、金旅客車、福田汽車、CATL、力神、盟固利、比克、匯川、理工華創、欣銳、永貴、深圳華為、陽光電源、科陸、奧特迅、長園等公司。

六、產能建設情況

1、公司在崑山城北新能源產業基地目前已建有5條裝配生產線,其中包括方形系列產品、圓形系列產品、環氧密封系列產品的生產裝配線,同時還擁有一條自動化生產線、一條自動化檢測線。

具備年產100萬隻以上的生產能力

2、為了滿足不斷擴大的市場需求,公司計劃再增加3條自動化生產線,2條自動化檢測線,以達到年產500萬隻的生產能力,目前無極性方形150A全自動生產線體已在建,年底可投入生產,自動化檢測線體已開始方案評估,預計2019年初可投入使用。

3、新能源產業的蓬勃發展,帶動了源通公司的未來。公司為了滿足市場需求,計劃於2020年擴廠,導入MES追溯系統,打造智能化工廠。

七、社會以及經濟效益分析

1、無極性高壓直流接觸器的研製成功最大程度滿足市場需求,確定了崑山國力在該產品設計製造技術以及行業上的領先優勢,實現了動力電池系統中的高壓大電流雙向切換,推動了新能源汽車及充電樁行業的快速發展;並帶動一批新材料、新裝備等配套企業的發展。

2、產品的研製成功給崑山國力帶來可觀的經濟效益的同時,也為江蘇省及崑山地區的產業聚集帶來更多的機會,增加就業與稅收。

3、堅持可持續發展,是我國由製造大國向製造強國轉變的核心思想。而新能源汽車的普及,不僅為崑山國力向新能源領域轉型奠定堅實的基礎,同時也是實現國家生態文明建設的有力舉措。


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